原理
電壓比較器是集成運放非線性套用電路,他常用於各種電子設備中,那么什麼是電壓比較器呢?它將一個模擬量電壓信號和一個參考固定電壓相比較,在二者幅度相等的附近,輸出電壓將產生躍變,相應輸出高電平或低電平。比較器可以組成非正弦波形變換電路及套用於模擬與數位訊號轉換等領域。
電壓比較器 - 作用
電壓比較器 |
簡單的電壓比較器結構簡單,靈敏度高,但是抗干擾能力差,因此我們就要對它進行改進。改進後的電壓比較器有:滯回比較器和視窗比較器。
運放,是通過反饋迴路和輸入迴路的確定“運算參數”,比如放大倍數,反饋量可以是輸出的電流或電壓的部分或全部。而比較器則不需要反饋,直接比較兩個輸入端的量,如果同相輸入大於反相,則輸出高電平,否則輸出低電平。電壓比較器輸入是線性量,而輸出是開關(高低電平)量。一般套用中,有時也可以用線性運算放大器,在不加負反饋的情況下,構成電壓比較器來使用。
可用作電壓比較器的晶片:所有的運算放大器。常見的有LM324 LM358 uA741 TL081\2\3\4 OP07 OP27,這些都可以做成電壓比較器(不加負反饋)。LM339、LM393是專業的電壓比較器,切換速度快,延遲時間小,可用在專門的電壓比較場合,其實它們也是一種運算放大器。
套用
電壓比較器 |
一些大功率器件或模組在工作時會產生較多熱量使溫度升高,一般採用散熱片並用風扇來冷卻以保證正常工作。這裡介紹一種極簡單的溫度控制電路,如圖7所示。負溫度係數(NTC)熱敏電阻RT貼上在散熱片上檢測功率器件的溫度(散熱片上的溫度要比器件的溫度略低一些),當5V電壓加在RT及R1電阻上時,在A點有一個電壓VA。當散熱片上的溫度上升時,則熱敏電阻RT的阻值下降,使VA上升。RT的溫度特性如圖8所示。它的電阻與溫度變化曲線雖然線性度並不好,但是它是單值函式(即溫度一定時,其阻值也是一定的單值)。如果我們設定在80℃時應接通散熱風扇,這80℃即設定的閾值溫度TTH,在特性曲線上可找到在80℃時對應的RT的阻值。R1的阻值是不變的(它安裝在電路板上,在環境溫度變化不大時可認為R1值不變),則可以計算出在80℃時的VA值。
2、視窗比較器
視窗比較器常用兩個比較器組成(雙比較器),它有兩個閾值電壓VTHH(高閾值電壓)及VTHL(低閾值電壓),與VTHH及VTHL比較的電壓VA輸入兩個比較器。若VTHL≤VA≤VTHH,Vout輸出高電平;若VAVTHH,則Vout輸出低電平,冰櫃正常工作溫度設為0~5℃,(0℃到5℃是一個“視窗”),在此溫度範圍時比較器輸出高電平(表示溫度正常);若冰櫃溫度低於0V或高於5℃,則比較器輸出低電平,此低電平信號電壓輸入微控制器(μC)作報警信號。